دانشگاه صنعتی شاهرود
و
انجمن تونل ایرانمهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی2322-31115120160822Optimum layout of underground storage chambers for explosives - A case study: Underground storage of explosives in Bakhtiari damجانمایی بهینه انبارناریه زیرزمینی - مطالعه موردی انبارهای ذخیرهسازی مواد ناریه پروژه سد بختیاری11978910.22044/tuse.2016.789FAیوسف عظیمیهیات علمی دانشگاه محیط زیستمرتضی رحیمی دیزجیکارشناس شرکت مهندسی سپاسدحمید سرخیلهیات علمی دانشگاه محیط زیستJournal Article20150126<strong>Summary</strong>
If layout of underground storage of energetic materials such as explosives, gases and petroleum is designed inappropriately, an unexpected explosion can result in transmission and spread of the explosion to other adjacent underground spaces and cause catastrophic events both in surface and underground. In this paper, a calibrated elasto-plastic numerical model in FLAC3D software is used to simulate the underground storage explosion. The peak particle velocity (PPV) damage criterion and the plastic deformation criterion have been adopted to study the extent of damage zone around the explosion. The results show that the extent of damage measured based on the PPV criterion is larger than the plastic deformation criterion. Investigating responses of concrete lining supports shows tensile ruptures in the concrete due to reflection of stress waves from inner walls, which can cause transmission of explosion without direct contact of damage zone to the nearby storage chambers. Finally, in this paper, the safe separation distance and embedment depth are proposed for three underground storage chambers of explosives in Bakhtiari dam project.
<strong>Introduction</strong>
The main purpose of this research is to use numerical modeling in order to predict safe separation distance and embedment depth for underground storage chambers of energetic materials to prevent transmission of explosion between chambers.
<strong>Methodology and Approaches</strong>
In this paper, major features of underground storage chambers and surrounding rock mass have been numerically simulated using three dimensional (3D) finite difference method. The damage extension around the exploded chamber is evaluated using two criteria of critical PPV and Mohr-Coulomb failure criterion. The results of numerical simulations have been compared with international standards.
<strong>Results and Conclusions</strong>
The results have proved that due to explosion stress waves reflection from inner walls of adjacent chambers that causes tensional cracks in concrete supports and adjacent rock mass, it is necessary to simulate the presence of adjacent chambers in the numerical models. Results of simulations in different rock masses show that the extension of the damage zone in strong rock masses is lower than that in weak rocks; however, the energy of stress waves propagating within strong rock masses, due to lower attenuating ability of the strong rock masses, is high and vice versa.در ذخیرهسازی زیرزمینی مواد پر انرژی مانند مواد ناریه، گاز و نفت، اگر فاصله جانبی و عمق مجموعه انبارهای زیرزمینی کم باشد، در اثر وقوع انفجار غیر منتظره در یکی از انبار­ها انفجار به سایر انبارهای مجاور منتقل شده و در نتیجه باعث وقوع حوادث فاجعهبار گستردهای در سطح و زیر زمین میشود. در این مقاله از یک مدل الاستو-پلاستیک کالیبره شده در نرمافزار FLAC3D برای شبیهسازی عددی انفجار انبار زیرزمینی استفاده شده است. میزان گسترش خرابی در مدلها توسط دو معیار حداکثر سرعت ذره­ای (PPV) آستانه­ خرابی و گسیختگی پلاستیک اندازهگیری شده است. نتایج شبیهسازیها نشان می­دهد که زون خرابی بر اساس معیار PPV نسبت به گسیختگی پلاستیک دارای محدوده بزرگتری است. پاسخ سیستم نگهداری بتنی در انبار مجاور انبار منفجر شده، حاکی از وقوع گسیختگیهای کششی در اثر انعکاس امواج از دیواره­ها است. این میتواند باعث انتقال انفجار شود، حتی در شرایطیکه زون خرابی حاصل از انفجار در توده سنگ به نزدیکی انبار مجاور هم نرسیده باشد. در این مقاله همچنین فاصله جانبی و عمق ایمن برای سه انبار زیرزمینی مواد ناریه پروژه سد بختیاری بر اساس نتایج مدل­سازی عددی برای ضعیفترین و مستحکم­ترین توده سنگ ساختگاه به ترتیب برابر 40 و 45 متر 60 و 40 متر پیشنهاد شده است.دانشگاه صنعتی شاهرود
و
انجمن تونل ایرانمهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی2322-31115120160822Optimum length determination of plastic concrete for further excavation by TBMتعیین طول بهینه اجرای بتن پلاستیک جهت شروع حفاری مجدد با TBM-مطالعه موردی ایستگاه U7 خط هفت متروی تهران213463410.22044/tuse.2016.634FAمحمدفاروق حسینیدانشگاه تهرانمهدی مرادیاندانشگاه تهرانJournal Article20130421<strong>Summary</strong>
U7 station as a backup and service center has been situated in the middle of northern-southern Tehran’s metro line 7 project, in which is being excavated using an earth pressure balance (EPB) machine. In this paper, the most appropriate stabilization method for the exterior portal has been introduced, and afterward, the influence of tunnel excavation using TBM upon the stability of the above-mentioned portal has also been investigated in the excavating procedure onset using numerical method. As a result, soil substitution with plastic concrete, which can also be categorized as one of the ground improvement methods, has been selected to mitigate difficulties more effectively. In addition, optimized length of plastic concrete, used to minimize tunnel face displacement and to restrict prospect instability, has numerically been yielded.
<strong>Introduction</strong>
In today’s world, development in infrastructure facility systems such as subways is in the public eyes more than ever. These underground openings are situated in urban and/or residential areas covered by soft soils and alluviums. Furthermore, providing a stable span for the TBM operations in a station would be of great importance to avoid encountering any potential hazard like settlement, economic limitation, and even human casualties. Consequently, in EPB mechanized tunneling, fairly proper stabilization method of any station portals is found to be influential.
<strong>Methodology and Approaches</strong>
In this study, the FLAC3D software has been used to carry out three dimensional (3D) numerical modeling to investigate the influence of plastic concrete on the face stability. In addition, the Mohr-Coulomb criterion has been taken into account for geo-mechanical behavior of soil material surrounding the tunnel. Since EPB machine is not capable of producing fairly enough pressure against the tunnel face to maintain stability at the beginning of the excavation up to 1.5 meters, hence plastic concrete length required for face stability is found to be 1.5 meters. Accordingly, five plastic concretes of 2, 3, 4, 5, and 10 meter long have been inserted to the numerical models. Finally, optimized length and lateral expansion of plastic concrete have generally been designed based on the results obtained from the numerical analysis.
<strong>Results and Conclusions</strong>
The results of 3D modeling have revealed that required length to fulfill tunnel face stability is 4 meters in respect with face displacement and also ruptured zones. Lateral expansion of plastic concrete, however, should not exceed 1 meter. The results have also demonstrated that plastic concrete plays a significant role in preventing tunnel crown from enormous displacement.ایستگاه U7 به­عنوان ایستگاه پشتیبان در میانه مسیر قطعه شمالی- جنوبی خط هفت متروی تهران، که با ماشین EPB حفر می­شود، قرار دارد. این ایستگاه قبل از رسیدن ماشین حفاری و به­منظور خدمات­دهی به آن احداث شده است. برای جلوگیری از ناپایداری در دهانه خروجی این ایستگاه، در هنگام عبور ماشین حفاری، باید تمهیدات لازم اتخاذ شود. از این رو لازم است سیستم مناسبی برای پایدارسازی این دهانه به­نحوی طراحی شود که از نظر عوامل فنی، ایمن و از نظر عوامل اقتصادی به­صرفه باشد. بنابراین بهسازی زمین با روش جایگزینی خاک با مصالح مقاوم­تر (بتن پلاستیک) روش مؤثر در رویارویی با مشکلات انتخاب شد. با توجه به پیشرفت کامپیوترها و نرم­افزارهای عددی، مدل­سازی عددی آغاز حفاری می­تواند نقش بسزایی در تعیین خصوصیات کمی و کیفی سیستم پایدارکننده داشته باشد. در این تحقیق طراحی طول بتن پلاستیک با نرمافزار FLAC3D بررسی شده و در نهایت با استفاده از نتایج مدل­سازی­های عددی، طول بهینه بتن پلاستیک مورد استفاده جهت به حداقل رساندن جابه­جایی در سینه­کار و مهار ناپایداری محتمل، چهار متر به ­دست آمد.دانشگاه صنعتی شاهرود
و
انجمن تونل ایرانمهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی2322-31115120160822Seismic response assessment of the ground surface induced by twin tunnels subjected to incident in-plane shear wavesبررسی پاسخ لرزهای ساختگاه های واقع بر تونل های دوقلو در اثر انتشار امواج برشی درون صفحه355284010.22044/tuse.2016.840FAحمید علی الهیاستادیار /گروه مهندسی عمران - دانشکده فنی و مهندسی / دانشگاه آزاد اسلامی واحد زنجانمحمد آدم پیراءدانشجوی دکتری؛ گروه ژئوتکنیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، تهران، ایرانمرتضی عسگریکارشناس ارشد؛ گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد زنجان، زنجان، ایرانJournal Article20150912Due to population growth and transportation problems in urban areas, the use of underground structures such as subways and tunnels are widely increasing in developing countries and even in developed countries. The passage of tunnels and subways under existing buildings reveals the important impact of these underground structures on the ground seismic response. In this paper, the effects of two long unsupported parallel tunnels aligned horizontally on the seismic response of the ground surface are investigated using time-domain boundary element method. The medium is assumed to have a linear elastic constitutive behavior subjected to vertically propagating in plane SV incident waves. The proposed algorithm is validated by comparing its results with previous researchers' solutions. Finally, the presented results have shown that the seismic interaction between twin tunnels with close spacing distance in comparison with a single tunnel could create more seismic amplification on the horizontal and vertical component of ground surface motion.
Introduction
Underground structures due to population growth and transportation problems are one of the most substantial infrastructures of developing countries. Hence, in recent years many tunnels have been designed or constructed in urban areas in order to develop or extend underground transportation systems. Based on the experience gained from past earthquakes, it is evident that underground long structures, such as subways and tunnels and also surface structures above them have great potential for destruction and disruption during earthquakes. The shortage of considering the effect of underground cavities and tunnels, especially urban subsurface structures such as twin-parallel tunnels, on the seismic amplification of the ground surface is observed in building codes and seismic microzonation studies.
Methodology and Approaches
The effects of the two long parallel tunnels aligned horizontally on the seismic response of the ground surface are examined. The elastic medium of the proposed model is subjected to vertically propagating in plane SV incident waves. In order to analyze the seismic response of twin-parallel cavities, unlined tunnels and its effect on the ground surface, a computer code named SAMBE (Seismic Analysis of Multiple Boundary Element) is implemented based on time-domain boundary element method.
Results and Conclusions
The ground surface amplification potential above underground twin tunnels is strongly influenced by the wavelength of the incident wave, depth, spacing ratio and also tunnel shapes of the twin tunnels. Moreover, the conducted study can be a step forward in seismic design of buildings and seismic microzonation of the regions with underground structures.امروزه مشکل ترافیک در اغلب شهرهای بزرگ و در حال توسعه به چشم میخورد و یکی ازموثرترین راهحلها در این زمینه ایجاد و گسترش شبکه حمل و نقل زیرزمینی است. از طرفی احداث تونل­های زیر زمینی نظیر متروها و تاثیر آنها بر پاسخ لرزهای سطح زمین و در پی آن بر سازههای روسطحی جزو چالش­های ژئوتکنیک لرزه­ای بوده و در مرحله تحقیق است. از این روی، در این مقاله سعی شده که با بکارگیری روش عددی اجزای مرزی دو بعدی در حوزه زمان در یک محیط همگن و همسان، به بررسی پاسخ لرزهای و الگوی بزرگنمایی سطح زمین واقع بر روی تونلهای زیرزمینی دوقلو و منفرد تحت تاثیر امواج مهاجم برشی درون صفحه­ای در فرکانسهای مختلف پرداخته شود. نتایج به دست آمده نشان میدهد که وجود تونلهای زیرزمینی دوقلو میتواند مولفههای افقی و قائم جابجایی سطح زمین را 2/3 برابر در مقایسه با حالت تونل منفرد و 2/6 برابر سطح میدان آزاد، تحت تاثیر قرار دهد. در مقاطع مختلف هندسی، الگوی بزرگنمایی یکسانی مشاهده میشود، درصورتیکه تفاوت اصلی در اندازه مقادیر بزرگنمایی لرزهای ایجاد شده توسط آنها است.دانشگاه صنعتی شاهرود
و
انجمن تونل ایرانمهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی2322-31115120160822Analysis of ground response curve in tunnel considering strain softening behavior and variable dilatancyمنحنی اندرکنش زمین در تونل با درنظرگرفتن زون پلاستیک با رفتار نرم شونده و اتساعی537384310.22044/tuse.2017.843FAاحسان کاتبیاندانشگاه امیرکبیرحامد ملاداودیدانشگاه صنعتی امیرکبیرJournal Article20141130Analysis of stresses and displacements around circular openings excavated in rock masses has been one of the most important problems in tunneling. Plastic zone is formed around underground openings as a result of high stress magnitudes. The ground response curve is one of the best methods for understanding tunnel stability that describes the relationship between decreasing inner pressure and increasing radial displacement of tunnel wall. In recent years, several methods have been suggested for analysis of ground response curve by many researchers, however, most of the analytical solutions that have been presented for this purpose, are relevant to elastic-perfectly-plastic or elastic-brittle-plastic behavior of rocks. However, the real behavior of plastic zone is strain-softening with dilation. For strain-softening rock masses, the attempts at elasto-plastic analysis are limited. This may be due to the difficulty in defining the material behavior and in obtaining the closed-form solutions. <br />In this study, it is attempted to develop the earlier methods and present a new algorithm by considering quality of rock mass and variable dilatancy, and applying the real behavior of rock mass to analyze ground response curve. The results based on the proposed analytical solution were in good agreement with the results obtained from applying the numerical method and measuring wall convergence in Ghomroud tunnel. The results indicated the effect of dilation parameter on the convergence of the tunnel wall. Moreover, the results indicated that as the rock mass quality (geological strength index) increased, the post-peak behavior of rock mass converged to elastic-brittle-plastic. <br /> <br />Introduction <br />Due to loading underground excavation and redistribution of stresses, plastic zone forms around tunnel. The real behavior of plastic zone is the type of strain softening with dilation. This paper proposes a new algorithm to calculate the distribution of displacements and stresses around tunnel excavated in strain softening rock masses with variable dilatancy. Furthermore, the effect of various parameters including dilation, geological strength index, and critical softening parameter has been investigated in this paper. <br /> <br />Methodology and Approaches <br />In this study, a new proposed algorithm was used for calculating ground response curve. In order to investigate the verification of the proposed algorithm, the results of the analytical solution was compared with the results of the applied numerical method. For showing the applicability of the proposed algorithm, Ghomroud tunnel radius convergence was calculated by the proposed analytical solution and was compared with the measured tunnel wall convergence at the site. The results obtained from the proposed analytical solution were in good agreement with the measured tunnel convergence results. <br /> <br /> <br />Results and Conclusions <br />In the proposed algorithm, strain softening behavior, variable dilatancy and geological strength index were applied. The results obtained from the proposed algorithm were in good agreement with the numerical and field results. The results of calculation through the proposed algorithm indicated the importance of dilation in the estimation of tunnel convergence. Using constant dilation, an excessive estimation of the displacement of tunnel wall was obtained, and thus, the tunnel analysis results using constant dilation should be considered as conservative results.تحلیل تنشها و جابجاییها پیرامون تونلی با مقطع دایروی، یکی از مسائل مهم در تونلسازی است. بر اثر بارگذاری های ناشی از حفر فضای زیرزمینی، زون پلاستیک پیرامون فضای زیرزمینی ایجاد میشود. منحنی اندرکنش زمین، یکی از روشها برای فهم مکانیزم تغییر شکل تونل است که رابطه بین کاهش فشار داخلی و افزایش جابجایی شعاعی دیواره تونل را نشان میدهد. در سالهای اخیر، روش های زیادی برای محاسبه منحنی اندرکنش زمین پیشنهاد شده است، ولی اکثر راه حلهای ارائه شده مربوط به رفتار الاستوپلاستیک کامل یا شکننده سنگ بوده است. اما رفتار واقعی زون پلاستیک ناشی از حفر تونل پس از مقاومت حداکثر، رفتاری نرم شونده و اتساعی است. تلاشهای صورت گرفته برای محاسبه منحنی اندرکنش زمین با استفاده از مدل رفتاری نرم شونده، بسیار محدود بوده است، زیرا با استفاده از این مدل، منحنی پاسخ زمین، حل صریحی ندارد. در این تحقیق سعی شده است، با توسعه روش های قبلی و لحاظ کیفیت توده سنگ و اتساع متغیر در الگوریتم مساله، رفتار واقعی توده سنگ زون پلاستیک در محاسبه منحنی اندرکنش زمین در نظر گرفته شود. نتایج محاسبات با الگوریتم پیشنهادی تطابق خوبی با روش عددی و همگراییهای اندازهگیری شده تونل قمرود دارد. نتایج محاسبات نشانگر اثر قابل ملاحظه پارامتر اتساع بر میزان همگراییهای تونل است. با افزایش کیفیت توده سنگ (شاخص مقاومت زمین شناسی) رفتار بعد از مقاومت حداکثر توده سنگ پیرامون تونل به رفتار شکننده میل میکند.دانشگاه صنعتی شاهرود
و
انجمن تونل ایرانمهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی2322-31115120160822Probabilistic optimization of support system based on quantitative risk analysis -A case study: Shahriyar dam tunnelبهینه سازی احتمالاتی سیستم نگهداری بر مبنای آنالیز ریسک کمی - مطالعه ی موردی: تونل سد شهریار759784410.22044/tuse.2017.844FAساسان قربانیدانشگاه زنجانفرهاد صمیمی نمیندانشگاه زنجانhttps://orcid.org/00سید احمد لاجوردیدانشگاه زنجانJournal Article20160718<br /><strong>Summary</strong> <br />The main goal of this research is to present a process for optimizing the support pattern for Shahriyar dam water diversion tunnel utilizing quantitative risk analysis which takes into account the existing uncertainties in the internal friction angle, cohesion, deformation modulus, joint cohesion and joint internal friction angle. In this study, a methodology to determine an optimal support pattern and for design of a tunnel is introduced based on risk analysis. It can be confirmed quantitatively that the more the tunnel is supported, the higher the reliability index becomes and the more stable the tunnel is predicted to be. Moreover, an optimal support pattern can be determined quantitatively by performing a risk analysis considering the construction cost and the expected cost of losses that can occur due to the collapse of a tunnel. <br /> <br />Introduction <br />Construction of underground tunnels plays an important role in development of modern cities. The most important factor affecting safety and economic justification of underground structures is convenient support system. Presentation of a solution to deal with engineering errors and designers experience in designing the support system is one of the main challenges in the construction of underground tunnels. Underground excavation made in an environment with high uncertainty is always accompanied with high risk. Geotechnical risks in tunneling generally stand for hazardous geotechnical conditions that could unfavorably affect a tunnel project and might – in the worst case – cause human fatalities. <br /> <br />Methodology and Approaches <br />In this study, a methodology is introduced to determine an optimal support pattern. To this end, a risk analysis was performed to consider the uncertainty of ground properties based on the Monte Carlo simulation technique, which is used to obtain the probability distribution of safety factors of a tunnel. For this purpose, discrete element method (using 3DEC software) and reliability analysis were respectively applied to estimate the factor of safety (FOS) and expected costs of the failure of the tunnel. In addition, Taguchi method was used with the aim of sensitivity analysis of the uncertainty factors on the support system safety factors from 3DEC software. <br /> <br />Results and Conclusions <br />According to the results, the optimal support system, which is recommended, includes injection of rock bolts to 4 meters in length, spaced 1.5 × 1.5 m with 120 mm of shotcrete with index reliability, probability of failure and risk, respectively, 2.112, 1.733% and 70880.32 dollars at 95% confidence level. According to the Taguchi sensitivity analysis, the parameters which affect the rock mass quality (based on rock mass classification (RMR)), and therefore, the tunnel stability are spacing of discontinuities and Young's modulus.از مهم­ترین عوامل موثر در توجیه ایمنی و اقتصادی سازه­های زیرزمینی، سیستم نگهداری مناسب است. ارائه­ی روشی برای مقابله با خطاهای مهندسی و تجربه­ی طراحان در طراحی سیستم نگهداری از چالش­های اصلی است. حفاری­های زیرزمینی در محیطی با عدم قطعیت بالا اجرا شده و همواره دارای ریسک بالایی هستند. هدف اصلی این پژوهش، بهینه­سازی و مدیریت ریسک سیستم نگهداری تونل انحراف آب سد شهریار با رویکرد احتمالاتی است. در این پژوهش، روش­های عددی المان مجزا (3DEC) و آنالیز قابلیت اعتماد برای برآورد هزینه­های مورد انتظار از شکست تونل و از روش تاگوچی با هدف آنالیز حساسیت فاکتورهای دارای عدم قطعیت بر ضرایب ایمنی سیستم نگهداری حاصل از 3DEC استفاده شده است. طبق نتایج حاصل، سیستم نگهداری بهینه شامل پیچ­سنگ­های تزریقی به طول 4 متر به فواصل 1.5× 1.5 متر همراه 120 میلی­متر شاتکریت با اندیس قابلیت اطمینان، احتمال شکست و ریسک به ترتیب معادل 2.112، 1.733% و 32.70880 دلار در سطح اطمینان 95% پیشنهاد می­شود. همچنین بر اساس آنالیز حساسیت تاگوچی، کاهش و افزایش کیفیت توده ­سنگ بر اساس طبقه­بندی توده ­سنگ RMR، به ترتیب، باعث افزایش تاثیر پارامترهای فاصله­داری ناپیوستگی و مدول تغییر شکل­پذیری بر پایداری تونل خواهند شد.دانشگاه صنعتی شاهرود
و
انجمن تونل ایرانمهندسی تونل و فضاهای زیرزمینی2322-31115120160822A numerical study on the effect of mechanical precutting and fiber glass bolts in Alborz tunnel passing through Kandovan faultمطالعه عددی تاثیر پیش برش مکانیکی و بولت فایبرگلاس در عبور تونل البرز از زون گسل خورده کندوان9911285510.22044/tuse.2017.855FAآرش نوذریدانشکده مهندسی معدن دانشگاه تهرانمحمد حسین خسرویدانشکده مهندسی معدن، دانشگاه تهرانمجتبی عسکریشرکت بزرگراه تهران-شمالJournal Article20160103One of the most important problems during the tunnel construction in weak grounds with difficult condition is to provide efficient support and prevent from failures and deformations in tunnel crown and face. In order to regulate the rigidity of the advance core and thereby to create the appropriate conditions for complete control of the deformation response of the grounds having poor mechanical strengths, and therefore, in the final analysis, for complete stabilization of the tunnel in the long and short term, the use of pre-confinement methods is unavoidable. In this study, the application of some pre-confinement methods for stabilizing the Alborz tunnel passing the Kandovan fault has been investigated by means of numerical modeling. It has been concluded that a combination of mechanical precutting and fiber glass face bolts could effectively improve the stability of the tunnel along the weak fault.
Introduction
Ground improvement techniques to overcome difficulties of tunnel excavation in the past decade have considerably been developed and the use of these techniques is consistent with development in technology. Advances in electronics and mechanical engineering have led to the ability of excavating a tunnel under complicated geological structure and to have confidence in a safe and affordable condition. In order to create the right conditions for complete control of the deformation response of the grounds having poor mechanical strengths, and therefore, for complete stabilization of the tunnel in the long and short term, the use of pre-confinement methods is unavoidable.
Methodology and Approaches
The finite difference based numerical modeling tool FLAC3D was used in this study to model the process of support in Alborz tunnel passing through Kandovan fault. Mechanical precutting as one of the effective pre-confinement methods is used in this study. Furthermore, the effect of fiber glass bolts on the tunnel stability has been investigated independently and also in combination with mechanical precutting method.
Results and Conclusions
Based on the results of this study, the mechanical precutting in combination with fiber glass face bolts can successfully reduce the plastic zones around the tunnel and its face, resulting is a more stable ground for tunneling. Therefore, the combination of precutting and fiber glass face bolts is recommended for pre-confinement of Alborz tunnel passing through Kandovan fault.یکی از مهمترین مسائلی که در زمان حفر تونل­ها در زمین­های ضعیف و دارای شرایط سخت مورد توجه قرار می­گیرد، ایجاد پایداری مناسب و جلوگیری از وقوع گسیختگی­ها و ریزش­ها در سینه­کار و تاج تونل است. به همین منظور در زمین­های سست و دارای خصوصیات مکانیکی ضعیف به منظور تنظیم صلبیت و استحکام جبهه­کار پیشروی و به موجب آن ایجاد شرایط مناسب برای کنترل کامل تغییرشکل زمین و در نتیجه در مرحله آخر برای تحکیم کامل تونل در دوره­های بلند و کوتاه مدت، استفاده از روش­های پیش­تحکیمی اجتناب ناپذیر است. از روشهای موثر در این زمینه می­توان به استفاده از روش پیش­برش مکانیکی و بولت­های فایبرگلاس اشاره نمود. علی­رغم تحلیل­ها و بررسی­های مختلفی که پیرامون این دو روش صورت پذیرفته است، یک بررسی جامع به منظور مقایسه و تحلیل این روش­ها برای مشخص شدن تاثیر هر یک از روش­ها در شرایط ژئومکانیکی ثابت انجام نگرفته است. به منظور ارزیابی این روش­ها در یک شرایط ژئومکانیکی مشخص به بررسی عددی این روش­ها با استفاده از نرم­افزار FLAC3D برای عبور تونل البرز از زون گسل­خورده کندوان، پرداخته شده است. نتایج این تحقیق نشان می­دهد که پیش­برش مکانیکی به همراه بولت­های فایبرگلاس به میزان قابل توجهی موجب کاهش ناحیه پلاستیک اطراف و جبهه­کار تونل و در نتیجه کاهش جابجایی­های تاج، دیواره و جبهه­کار تونل می­شود.